(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチックを加熱して、溶融し、溶融されたプラスチック溶融体を加熱して、液状化し、液状化したプラスチック液状体を加熱して、気化させ、気化させたプラスチックのガス成分を冷却して、油成分とガス成分に分離するように構成されたプラスチックの連続式油化装置であって、
前記プラスチック溶融体を加熱して、液状化する加熱ユニットが、
前記プラスチック溶融体が流れるスペースが、２つの径の異なる筒状体によって画定された複数の筒状の加熱管を備え、前記複数の加熱管が平面視で同心状に配置され、
径方向に対して、前記複数の加熱管の各々の両側に配置された複数の筒状のヒーターを備え、
前記プラスチック溶融体が、前記複数の加熱管の各々の内部をその両側に配置された前記ヒーターによって加熱されつつ、流れるように構成されたことを特徴とするプラスチックの連続式油化装置。
【請求項２】
前記複数の加熱管のうちで、最も内側に位置する前記加熱管がその上部に、前記プラスチック溶融体を受け入れるプラスチック溶融体入口部を備え、前記プラスチック溶融体入口部から受け入れられた前記プラスチック溶融体が、前記複数の加熱管の各々の内部をその両側に配置されたヒーターによって加熱されつつ、内側に配置された前記筒状の加熱管から外側に配置された前記筒状の加熱管に向かって流れるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラスチックの連続式油化装置。
【請求項３】
前記複数の加熱管がそれぞれ円筒状をなし、前記複数のヒーターがそれぞれ円筒状をなしていることを特徴とする請求項１または２に記載のプラスチックの連続式油化装置。
【請求項４】
前記複数の筒状の加熱管が、内側に位置する筒状の内側加熱管と、外側に位置する筒状の外側加熱管とによって構成され、前記複数の筒状のヒーターが前記内側加熱管の内側に配置された筒状の第一のヒーターと、前記内側加熱管と前記外側加熱管の間に配置された筒状の第二のヒーターと、前記外側加熱管の外側に配置された筒状の第三のヒーターとによって構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のプラスチックの連続式油化装置。
【請求項５】
前記プラスチック溶融体が前記内側の加熱管の上部に設けられた前記溶融プラスチック入口部から前記内側加熱管内に供給され、前記内側加熱管内を下方に流れ、前記内側加熱管の下部で前記外側加熱管に受け渡され、前記外側加熱管内を上方に流れ、前記外側加熱管の上部近傍で、前記プラスチック液状体を気化させる気化器に供給されるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のプラスチックの連続式油化装置。
【請求項６】
前記複数の筒状の加熱管が、内側に配置された筒状の内側加熱管と、外側に配置された筒状の外側加熱管と、前記筒状の内側加熱管と筒状の外側加熱管との間に配置された筒状の中央加熱管とによって構成され、前記複数の筒状のヒーターが前記内側加熱管の内側に配置された筒状の第一のヒーターと、前記内側加熱管と前記中央加熱管との間に配置された筒状の第二のヒーターと、前記中央加熱管と前記外側加熱管との間に配置された筒状の第三のヒーターと、前記外側加熱管の外側に配置された筒状の第四のヒーターとによって構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のプラスチックの連続式油化装置。
【請求項７】
前記プラスチック溶融体が、前記内側加熱管内を下方に向かって流れ、前記内側加熱管の下部で前記中央加熱管に受け渡され、前記中央加熱管内を上方に向かって流れ、前記中央加熱管の上部で、前記外側加熱管に受け渡され、前記外側加熱管内を下方に向かって流れ、前記外側加熱管の下部近傍で、前記プラスチック液状体を送り出すように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のプラスチックの連続式油化装置。
【請求項８】
前記プラスチック溶融体が式（１）を満足する温度Tinletに加熱されて、前記加熱ユニットに供給され、前記プラスチック溶融体が前記加熱ユニット内で式（２）を満足する温度Toutlet（Tinlet＜Toutletである）に加熱されて、送り出されるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のプラスチックの連続式油化装置。
（T0−45）℃≦Tinlet≦（T0−15）℃          （１）
（T0−40）℃≦Toutlet≦（T0−10）℃          （２）
ここに、T0はプラスチックの気化開始温度である。
【請求項９】
前記プラスチック溶融体がポリエチレンの場合に、ポリエチレン溶融体が式（３）を満足する温度Tinletに加熱されて、前記加熱ユニットに供給され、前記ポリエチレン溶融体が前記加熱ユニット内で式（４）を満足する温度Toutlet（Tinlet＜Toutletである）に加熱されて、送り出されるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のプラスチックの連続式油化装置。
350℃≦Tinlet≦380℃          （３）
360℃≦Toutlet≦400℃          （４）
【請求項１０】
前記プラスチック溶融体がポリプロピレンの場合に、ポリプロピレン溶融体が式（５）を満足する温度Tinletに加熱されて、前記加熱ユニットに供給され、前記ポリプロピレン溶融体が前記加熱ユニット内で式（６）を満足する温度Toutlet（Tinlet＜Toutletである）に加熱されて、送り出されるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のプラスチックの連続式油化装置。
340℃≦Tinlet≦370℃          （５）
360℃≦Toutlet≦400℃          （６）
【請求項１１】
前記プラスチック溶融体がポリスチレンの場合に、ポリスチレン溶融体が式（７）を満足する温度Tinletに加熱されて、前記加熱ユニットに供給され、前記ポリスチレン溶融体が前記加熱ユニット内で式（８）を満足する温度Toutlet（Tinlet＜Toutletである）に加熱されて、送り出されるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載のプラスチックの連続式油化装置。
320℃≦Tinlet≦360℃          （７）
340℃≦Toutlet≦380℃          （８）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックの連続式油化装置に関するものであり、さらに詳細には、プラスチックの油化成分を連続的に油化し、燃料として再生することができるプラスチックの連続式油化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
そのため、廃棄プラスチックのリサイクルや、廃棄プラスチックを再生して、有効利用する取り組みも盛んに行われている。廃棄プラスチックのリサイクル方法には、マテリアルリサイクル、ケミカルリサイクルおよびサーマルリサイクルがあり、このうち、廃棄プラスチックを熱エネルギー源として利用するサーマルリサイクルは有用な廃棄プラスチックのリサイクル方法で、とくに、廃棄プラスチックを油化し、燃料として用いる方法は、これまで実用化に向けた種々の技術が提案されている。【０００３】
一般的な廃棄プラスチックの油化方法においては、廃棄プラスチックを裁断ないしはそのままの形で、融点以上の温度に加熱分解して気化させ、気化したガスを冷却することによって油を生成している。【０００４】
また、廃棄プラスチックの油化装置には、バッチ式と連続式があり、効率化の観点から、連続式が好ましいとされている。【０００５】
国際公開ＷＯ２０１３／０５８３６６ Ａ１（特許文献１）には、廃棄されたプラスチック片を、摩擦熱によってゲル状にする押出機と、押出機から供給されたゲル状プラスチックを、面状発熱体によって周囲から３９０℃ないし４０５℃に加熱する円筒状の第１バッファタンクと、第１バッファタンクから供給された溶融プラスチックを、周壁を被覆する面状発熱体によって周囲から４００℃ないし４１５℃に加熱する円筒状の第２バッファタンクと、第２バッファタンクから供給された液状プラスチックを加熱してガス化する円筒状の蒸発釜と、蒸発釜から供給されたプラスチックのガスを液化して、炭化水素油を生成するコンデンサを備えた廃棄プラスチックの連続式油化装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１３／０５８３６６ Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された油化装置は、押出機でゲル状にされた廃棄プラスチックを円筒状の第１バッファタンク内で、周壁に設けられた面状発熱体によって周囲から加熱し、第１バッファタンクによって加熱した溶融プラスチックを、円筒状の第２バッファタンク内で、周壁を被覆する面状発熱体によって周囲から加熱し、加熱した溶融プラスチックを円筒状の蒸発釜に送って、ガス化するように構成されており、２つのバッファタンクによって、廃棄プラスチックを溶融して、蒸発釜に供給するように構成されているから、油化装置が大型化するという問題があった。【０００８】
さらに、特許文献１に開示された油化装置は、２つのバッファタンクを備えているから、メンテナンスが面倒であるという問題も有していた。【０００９】
したがって、本発明は、メンテナンスの頻度が少なくて済み、装置を大型化することなく、プラスチックを高収率で油化することができるプラスチックの連続式油化装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のかかる目的は、プラスチックを加熱して、溶融し、溶融されたプラスチック溶融体を加熱して、液状化し、液状化したプラスチック液状体を加熱して、気化させ、気化させたプラスチックのガス成分を冷却して、油成分とガス成分に分離するように構成されたプラスチックの連続式油化装置であって、
前記プラスチック溶融体を加熱して、液状化する加熱ユニットが、
前記プラスチック溶融体が流れるスペースが、２つの径の異なる筒状体によって画定された複数の筒状の加熱管を備え、前記複数の加熱管が平面視で同心状に配置され、
径方向に対して、前記複数の加熱管の各々の両側に配置された複数の筒状のヒーターを備え、
前記プラスチック溶融体が、前記複数の加熱管の各々の内部をその両側に配置された前記ヒーターによって加熱されつつ、流れるように構成されたことを特徴とするプラスチックの連続式油化装置によって達成される。【００１１】
特許文献１に開示されたプラスチックの連続式油化装置においては、第１バッファタンクも第２バッファタンクもともに、円筒状をなし、周壁を被覆している面状発熱体によって内部の溶融プラスチックを加熱するように構成され、したがって、面状発熱体の設定温度を過度に高くすると、溶融プラスチックが炭化するおそれがあるため、溶融プラスチックを加熱するために、２つのバッファタンクを要しているが、本発明によれば、プラスチック溶融体を加熱して、液状化する加熱ユニットが、プラスチック溶融体が流れるスペースが、２つの径の異なる筒状体によって画定され、平面視で同心状に配置された複数の筒状の加熱管と、半径方向に対して、複数の加熱管の各々の両側に配置された複数の筒状のヒーターを備え、プラスチック溶融体が、複数の加熱管の各々の内部をその両側に配置されたヒーターによって加熱されつつ、流れるように構成されているから、加熱ユニットによって、プラスチック液状体に十分な熱エネルギーを蓄積させることができ、気化器によって、所望のように、プラスチック液状体を気化させ、気化させたプラスチックのガス成分を冷却して、良質な油を生成することが可能になる。【００１２】
また、本発明によれば、プラスチック溶融体が流れるスペースが、２つの径の異なる筒状体によって画定され、平面視で同心状に配置された複数の筒状の加熱管の各々を流れるプラスチック溶融体が、その両側に配置された２つの筒状のヒーターによって加熱されるように構成されているから、熱を効率的に溶融プラスチックに伝達することができ、したがって、複数の筒状のヒーターの温度を過度に高い温度に設定する必要がないから、加熱管（室）内を流れる溶融プラスチックが過度に加熱されて、炭化するおそれがなく、また、電力消費量を従来に比して、大幅に低下させることが可能になる。【００１３】
さらに、本発明によれば、プラスチック溶融体が流れるスペースが、２つの径の異なる筒状体によって画定され、平面視で同心状に配置された複数の筒状の加熱管の各々を流れるプラスチック溶融体が、その両側に配置された２つの筒状のヒーターによって加熱されるように構成されているから、加熱ユニットによって、プラスチックを液状化させることができ、したがって、ほとんど抵抗を受けることなく、プラスチック液状体を、気化器に供給することが可能になる。【００１４】
本発明の好ましい実施態様においては、前記複数の加熱管のうちで、最も内側に位置する前記加熱管がその上部に、前記プラスチック溶融体を受け入れるプラスチック溶融体入口部を備え、前記プラスチック溶融体入口部から受け入れられた前記プラスチック溶融体が、前記複数の加熱管の各々の内部をその両側に配置されたヒーターによって加熱されつつ、内側に配置された前記筒状の加熱管から外側に配置された前記筒状の加熱管に向かって流れるように構成されている。【００１５】
加熱管の下部からプラスチック溶融体を供給する場合には、プラスチック溶融体を下方から上方に向けて、押し上げることが必要であり、プラスチック溶融体に高い動力を加えることが必要であるが、本発明のこの好ましい実施態様によれば、複数の加熱管のうちで、最も内側に位置する加熱管がその上部に、プラスチック溶融体を受け入れるプラスチック溶融体入口部を備え、プラスチック溶融体が加熱管の上部から供給されるから、プラスチック溶融体を下方から上方に向けて、押し上げる必要がなく、プラスチック溶融体に高い動力を加える必要がないから、大きな動力源を必要としない。【００１６】
また、本発明のこの好ましい実施態様によれば、プラスチック溶融体が、最も内側に位置する前記加熱管の上部に供給され、内側に配置された前記筒状の加熱管から外側に配置された前記筒状の加熱管に向かって流れるように構成されているから、プラスチック溶融体入口部にプラスチック溶融体を加熱ユニットに供給する供給通路を加熱ユニットの上部略中央部に設け、プラスチック溶融体を気化器に向けて放出する放出通路を加熱ユニットの外周部に設けることができ、供給通路と放出通路を互いに干渉させることなく、大きな自由度で配管することが可能になる。【００１７】
本発明の好ましい実施態様においては、前記複数の加熱管がそれぞれ円筒状をなし、前記複数のヒーターがそれぞれ円筒状をなしている。【００１８】
本発明の好ましい実施態様によれば、加熱管も、ヒーターも円筒状をなしているので、加熱管内を流れるプラスチック溶融体を均一に加熱することが可能になる。【００１９】
本発明の好ましい実施態様においては、前記複数の筒状の加熱管が、内側に位置する筒状の内側加熱管と、外側に位置する筒状の外側加熱管とによって構成され、前記複数の筒状のヒーターが前記内側加熱管の内側に配置された筒状の第一のヒーターと、前記内側加熱管と前記外側加熱管の間に配置された筒状の第二のヒーターと、前記外側加熱管の外側に配置された筒状の第三のヒーターとによって構成されている。【００２０】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記プラスチック溶融体が前記内側の加熱管の上部に設けられた前記溶融プラスチック入口部から前記内側加熱管内に供給され、前記内側加熱管内を下方に流れ、前記内側加熱管の下部で前記外側加熱管に受け渡され、前記外側加熱管内を上方に流れ、前記外側加熱管の上部近傍で、前記プラスチック液状体を気化させる気化器に供給されるように構成されている。【００２１】
本発明の別の好ましい実施態様においては、前記複数の筒状の加熱管が、内側に配置された筒状の内側加熱管と、外側に配置された筒状の外側加熱管と、前記筒状の内側加熱管と筒状の外側加熱管との間に配置された筒状の中央加熱管とによって構成され、前記複数の筒状のヒーターが前記内側加熱管の内側に配置された筒状の第一のヒーターと、前記内側加熱管と前記中央加熱管との間に配置された筒状の第二のヒーターと、前記中央加熱管と前記外側加熱管との間に配置された筒状の第三のヒーターと、前記外側加熱管の外側に配置された筒状の第四のヒーターとによって構成されている。【００２２】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記プラスチック溶融体が、前記内側加熱管内を下方に向かって流れ、前記内側加熱管の下部で前記中央加熱管に受け渡され、前記中央加熱管内を上方に向かって流れ、前記中央加熱管の上部で、前記外側加熱管に受け渡され、前記外側加熱管内を下方に向かって流れ、前記外側加熱管の下部近傍で、前記プラスチック液状体を送り出すように構成されている。【００２３】
本発明の好ましい実施態様においては、前記プラスチック溶融体が式（１）を満足する温度Tinletに加熱されて、前記加熱ユニットに供給され、前記プラスチック溶融体が前記加熱ユニット内で式（２）を満足する温度Toutlet（Tinlet＜Toutletである）に加熱されて、送り出されるように構成されている（ここに、T0はプラスチックの気化開始温度である。）。【００２４】
（T0−45）℃≦Tinlet≦（T0−15）℃          （１）
（T0−40）℃≦Toutlet≦（T0−10）℃          （２）
入口温度Tinletが（T0−45）℃未満の場合には、プラスチック溶融体の粘度が高過ぎて、加熱ユニット内にプラスチック溶融体を均一に供給することが困難になり、溶融プラスチックの温度が低い部分では、溶融プラスチックの炭素鎖が切れにくく、気化器において、炭素数が長い分子のままガス化し、均一で良質な油を生成することがきわめて困難になり、他方、溶融プラスチックの入口温度Tinletが（T0−15）℃を超えている場合には、加熱ユニットの入口部において、プラスチック溶融体がガス化し、加熱ユニットによって、プラスチック溶融体を均一に加熱することが困難になるだけでなく、ガス化したプラスチックが逆流するおそれあるが、本発明のこの好ましい実施態様によれば、（T0−45）℃≦Tinlet≦（T0−15）℃を満足する温度Tinletに加熱されて、加熱ユニットに供給されるから、加熱ユニットよって、所望のように、プラスチック溶融体を加熱することが可能になる。【００２５】
また、プラスチック溶融体の出口温度Toutletが（T0−40）℃未満の場合には、プラスチック溶融体が十分な熱エネルギーを蓄えていないため、気化器におけるガス化に要する時間が長くなったり、飛沫同伴し、生成物である油に不純物として混入したり、あるいは、プラスチック溶融体が気化器内で、急激に高温で加熱されるため、焦げ付きが発生するおそれがあり、他方、プラスチック溶融体の出口温度Toutletが（T0−10）℃を超えている場合には、プラスチック溶融体が気化器に供給される前に、ガス化してしまい、液状化したプラスチックを所定量ずつ気化器に供給することができなくなるおそれあるが、本発明のこの好ましい実施態様によれば、プラスチック溶融体の出口温度Ｔoutletが（T0−40）℃≦Toutlet≦（T0−10）℃を満足するように、加熱ユニットによって加熱されているから、プラスチック溶融体を均一にかつ十分に加熱して、プラスチック溶融体に十分な熱エネルギーを蓄えさせることができ、また、プラスチック溶融体を液状化させて、ほとんど抵抗を受けることなく、気化器に供給することが可能になる。【００２６】
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記プラスチック溶融体がポリエチレンの場合に、ポリエチレン溶融体が式（３）を満足する温度Tinletに加熱されて、前記加熱ユニットに供給され、前記ポリエチレン溶融体が前記加熱ユニット内で式（４）を満足する温度Toutlet（Tinlet＜Toutletである）に加熱されて、送り出されるように構成されている。【００２７】
350℃≦Tinlet≦380℃          （３）
360℃≦Toutlet≦400℃          （４）
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記プラスチック溶融体がポリプロピレンの場合に、ポリプロピレン溶融体が式（５）を満足する温度Tinletに加熱されて、前記加熱ユニットに供給され、前記ポリプロピレン溶融体が前記加熱ユニット内で式（６）を満足する温度Toutlet（Tinlet＜Toutletである）に加熱されて、送り出されるように構成されている。【００２８】
340℃≦Tinlet≦370℃          （５）
360℃≦Toutlet≦400℃          （６）
本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記プラスチック溶融体がポリスチレンの場合に、ポリスチレン溶融体が式（７）を満足する温度Tinletに加熱されて、前記加熱ユニットに供給され、前記ポリスチレン溶融体が前記加熱ユニット内で式（８）を満足する温度Toutlet（Tinlet＜Toutletである）に加熱されて、送り出されるように構成されている。【００２９】
320℃≦Tinlet≦360℃          （７）
340℃≦Toutlet≦380℃          （８）
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、メンテナンスの頻度が少なくて済み、装置を大型化することなく、プラスチックを高収率で油化することができるプラスチックの連続式油化装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の好ましい実施態様にかかるプラスチックの連続式油化装置の全体を示す略斜視図である。
【図２】図２は、計量器、押出し機および多層加熱ユニットの概略図である。
【図３】図３は、押出し機の要部拡大縦断面図である。
【図４】図４は、多層加熱ユニットの略縦断面図である。
【図５】図５は、図４のＡ−Ａ線に沿った略横断面図である。
【図６】図６は、気化器の略斜視図である。
【図７】図７は、気化器、冷却器および油成分貯蔵タンクの概略図である。
【図８】図８は、本発明の別の好ましい実施態様にかかるプラスチックの油化装置に用いられる多層加熱ユニットの略縦断面図である。
【図９】図９は、図８のＢ−Ｂ線に沿った略横断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の他の実施態様にかかるプラスチックの油化装置に用いられる気化器の略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、本発明の好ましい実施態様にかかるプラスチックの連続式油化装置の全体を示す略斜視図であり、装置のカバーが取り去られた状態を示している。
【００３３】
図１に示されるように、本発明の好ましい実施態様にかかるプラスチックの連続式油化装置は、裁断されたプラスチックを計量しつつ、受け入れる計量器１と、計量器１から供給されたプラスチックを加熱して、溶融させつつ、搬送する押出し機２と、押出し機２から溶融されたプラスチックの供給を受け、溶融プラスチックを加熱して、液状化する多層加熱ユニット３と、多層加熱ユニット３によって液状化されたプラスチック液状体を加熱して、気化させる気化器４と、気化器４によって気化されたガスを冷却して、油化成分と油化しなかった炭化水素ガス類を分離する冷却器５と、冷却器５によって、ガスが冷却されて生成された油化成分をろ過して貯蔵する油成分貯蔵タンク６を備えている。
【００３４】
ここに、冷却器５で油化されなかった炭化水素ガス類は、触媒反応器（図示せず）に送られ、無害化されて、大気に放出される。
【００３５】
図２は、計量器１、押出し機２および多層加熱ユニット３の概略図である。
【００３６】
図２に示されるように、計量器１は、裁断されたプラスチックを計量しつつ受け入れ、一時的に貯留するホッパ１０と、ホッパ１０の開口部の下方に配置され、ホッパ１０に一時的に貯留されたプラスチックを受け取って、プラスチックの重量を測定しつつ、搬送し、開口部１１から押出し機２上に落下させるベルトフィーダー１２を備えている。
【００３７】
図３は、押出し機２の要部拡大縦断面図である。
【００３８】
図２および図３に示されるように、押出し機２は、シリンダー２０と、シリンダー２０内に、表面に螺旋状の突起２１が形成された回転可能なヘリカルロッド２２とを備え、ヘリカルロッド２２の上流側端部は、図示しない軸受、カップリングおよびベベルギアを介して、電動モータ２４に接続されている。
【００３９】
ベルトフィーダー１２によって、計量器１内を搬送されたプラスチックは、ヘリカルロッド２２の最上流部の上方に形成された計量器１の開口部１１を介して、押出し機２に供給される。
【００４０】
ヘリカルロッド２２は、中実の棒状部材の外表面に螺旋状の突起２１が形成されたもので、ヘリカルロッド２２の隣り合った螺旋状の突起２１間の底部とシリンダー２０の内壁との間隔は、たとえば、約５ｍｍに設定されている。
【００４１】
電動モータ２４の回転力が、ベベルギア、カップリングおよび軸受を介して、ヘリカルロッド２２に伝達されて、ヘリカルロッド２２が回転し、押出し機２内に供給されたプラスチックは、多層加熱ユニット３に接続された押出し機２の下流側端部に向けて、搬送される。
【００４２】
押出し機２のシリンダー２０の上流部を除く外周部には、防熱材２５によって覆われたヒーター２６が巻回されており、押出し機２に供給されたプラスチックは、ヘリカルロッド２２によって、押出し機２内を搬送されつつ、ヒーター２６によって加熱され、ゼリー状に溶融されて、多層加熱ユニット３に搬送されるように構成されている。
【００４３】
図４は、多層加熱ユニット３の略縦断面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ線に沿った略横断面図である。
【００４４】
図４および図５に示されるように、多層加熱ユニット３は、同心円状に配置され、筒状をなした２つの加熱管３０、３１を備えている。２つの加熱管３０、３１のうち、内側に位置する内側加熱管３０は半径Ｒ１を有する筒状体３０ａと半径Ｒ２を有する筒状体３０ｂによって形成され（ここに、Ｒ１＜Ｒ２である）、筒状体３０ａと筒状体３０ｂの間に、プラスチック溶融体が流れるスペースが形成されている。一方、２つの加熱管３０、３１のうち、外側に位置する外側加熱管３１は半径Ｒ３を有する筒状体３１ａと半径Ｒ４を有する筒状体３１ｂによって形成され（ここに、Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４である）、筒状体３１ａと筒状体３１ｂの間に、プラスチック溶融体が流れるスペースが形成されている。
【００４５】
内側加熱管３０は、その上端部で押出し機２の下流端部に接続された入口通路２８に連通し、外側加熱管３１は、内側加熱管３０の下端部に連通している。
【００４６】
図４および図５に示されるように、内側加熱管３０を構成する筒状体３０ａの内側には、円筒状の第一のヒーター３２が配置され、筒状体３０ｂと外側加熱管３１を構成する筒状体３１ａの間の空隙部には、円筒状の第二のヒーター３３が配置されており、内側加熱管３０内を流れる溶融プラスチックは、第一のヒーター３２と第二のヒーター３３とによって、両側から加熱されるように構成されている。
【００４７】
多層加熱ユニット３は、さらに、外側加熱管３１を構成する筒状体３１ｂの外側に、円筒状の第三のヒーター３４を備えており、外側加熱管３１内を流れる溶融プラスチックもまた、第二のヒーター３３と第三のヒーター３４とによって、両側から加熱され、第二のヒーター３３は内側加熱管３０内を流れる溶融プラスチックおよび外側加熱管３１内を流れる溶融プラスチックの双方を加熱するように構成されている。
【００４８】
第一のヒーター３２、第二のヒーター３３および第三のヒーター３４としては、たとえば、セラミックヒーターが好ましく用いられる。
【００４９】
押出し機２に設けられたヒーター２６の加熱温度は、溶融プラスチックが所定の入口温度Tinletで、押出し機２から多層加熱ユニット３の入口部に接続された入口通路２８に供給されるように設定されている。
【００５０】
ここに、多層加熱ユニット３の入口部における溶融プラスチックの入口温度Tinletが、
（T0−45）℃≦Tinlet≦（T0−15）℃
になるように、溶融プラスチックが押出し機２のヒーター２６によって加熱されることが好ましい。ここに、T0はプラスチックの気化開始温度である。
【００５１】
具体的には、プラスチックがポリエチレンの場合には、350℃≦Tinlet≦380℃であることが好ましく、Tinletが375℃ないし380℃であることが最も好ましい。
【００５２】
一方、プラスチックがポリプロピレンの場合には、340℃≦Tinlet≦370℃であることが好ましく、Tinletが365℃ないし370℃であることが最も好ましい。
【００５３】
これに対して、プラスチックがポリスチレンの場合には、320℃≦Tinlet≦360℃であることが好ましく、Tinletが345℃ないし355℃であることが最も好ましい。
【００５４】
溶融プラスチックの入口温度が（T0−45）℃未満の場合には、溶融プラスチックの粘度が高過ぎて、多層加熱ユニット３の内側加熱管３０内に溶融プラスチックを均一に供給することが困難になり、多層加熱ユニット３によって、溶融プラスチックを均一に加熱することがきわめて難しくなって、溶融プラスチックの温度が低い部分では、溶融プラスチックの炭素鎖が切れにくく、気化器４において、炭素数が長い分子のままガス化し、均一で良質な油を生成することがきわめて困難になり、他方、溶融プラスチックの入口温度Tinletが（T0−15）℃を超えている場合には、多層加熱ユニット３の入口部において、溶融プラスチックがガス化し、多層加熱ユニット３によって、溶融プラスチックを均一に加熱することが困難になるだけでなく、ガス化したプラスチックが押出し機２内に逆流するおそれあり、好ましくない。
【００５５】
したがって、上述のように、多層加熱ユニット３に入口における温度Tinletを制御することによって、多層加熱ユニット３の第一のヒーター３２、第二のヒーター３３および第三のヒーター３４によって、溶融プラスチックを十分に、かつ、均一に加熱して、気化器４に供給することが可能になる。
【００５６】
図４に示されるように、多層加熱ユニット３の外側加熱管３１は、その上部で、気化器４への出口通路３６に連通している。
【００５７】
このように構成された多層加熱ユニット３においては、押出し機２から供給される溶融プラスチックは、まず、円筒状の内側加熱管３０内を下方に向かって流れ、第一のヒーター３２と第二のヒーター３３とによって、両側から加熱される。
【００５８】
次いで、溶融プラスチックは、内側加熱管３０の下端部から外側加熱管３１に供給され、円筒状の外側加熱管３１内を上方に向かって流れ、第二のヒーター３３と第三のヒーター３４とによって、両側から加熱される。
【００５９】
多層加熱ユニット３の円筒状の内側加熱管３０および円筒状の外側加熱管３１内で加熱された溶融プラスチックは液状化し、円筒状の外側加熱管３１の上部に取り付けられた出口通路３６から気化器４に供給される。
【００６０】
多層加熱ユニット３に設けられた第一のヒーター３２、第二のヒーター３３および第三のヒーター３４の加熱温度は、溶融プラスチックが外側加熱管３１から出口通路３６に送られたときの出口温度Ｔoutletが、
（T0−40）℃≦Toutlet≦（T0−10）℃
になるように、制御されることが好ましい、ここに、T0はプラスチックの気化開始温度であり、Tinlet＜Toutletである。
【００６１】
具体的には、プラスチックがポリエチレンの場合には、360℃≦Toutlet≦400℃であることが好ましく、Toutletが393℃ないし397℃であることが最も好ましい。
【００６２】
一方、プラスチックがポリプロピレンの場合には、350℃≦Toutlet≦390℃であることが好ましく、Toutletが380℃ないし387℃であることが最も好ましい
これに対して、プラスチックがポリスチレンの場合には、340℃≦Toutlet≦380℃であることが好ましく、Toutletが355℃ないし365℃であることが最も好ましい。
【００６３】
溶融プラスチックの出口温度Toutletが（T0−40）℃未満の場合には、溶融プラスチックが十分な熱エネルギーを蓄えていないため、気化器４におけるガス化に要する時間が長くなったり、飛沫同伴し、生成物である油に不純物として混入したり、あるいは、溶融プラスチックが気化器４内で、急激に高温で加熱されるため、焦げ付きが発生するおそれがあり、他方、溶融プラスチックの出口温度Toutletが（T0−10）℃を超えている場合には、溶融プラスチックが気化器４に供給される前に、ガス化してしまい、液状化したプラスチックを所定量ずつ気化器４に供給することができなくなるおそれあり、好ましくない。
【００６４】
上述のように、溶融プラスチックの出口温度Ｔoutletを、（T0−40）℃≦Toutlet≦（T0−10）℃となるように制御することによって、内側加熱管３０および外側加熱管３１を溶融プラスチックが流れる際に、溶融プラスチックを均一にかつ十分に加熱して、溶融プラスチックに十分な熱エネルギーを蓄えさせることができ、また、溶融プラスチックを液状化させて、ほとんど抵抗を受けることなく、気化器４に供給することが可能になる。
【００６５】
図６は、気化器４の略斜視図である。
【００６６】
図６に示されるように、気化器４は川舟状の外形を有する管状部材４０によって形成され、管状部材４０は板状の天井部４１を有し、管状部材４０の湾曲部４０ａの外周面にはヒーター４２が設けられ、ヒーター４２の外面は断熱材４３によって覆われている。
【００６７】
気化器４には、多層加熱ユニット３の出口通路３６から、液状化されたプラスチックが供給される。
【００６８】
図６に示されるように、多層加熱ユニット３の出口通路３６から気化器４内に供給されたプラスチック液状体４５は、川舟状の管状部材４０の湾曲部４０ａによって画定された内部空間内に溜まるように構成されている。
【００６９】
プラスチック液状体４５の蒸発速度を向上させるためには、プラスチック液状体４５の液面の面積が大きいほど、好ましい。
【００７０】
ここに、管状部材４０は、湾曲部４０ａの横断面形状が半径Ｒの仮想円を水平面によって切り欠いた形状をなし、湾曲部４０ａの上端部が、仮想円の中心から鉛直方向に対し、θ／２の角度をなして延びる平面と、−θ／２の角度をなして延びる平面と、仮想円との交線によって画定されており、θは７０度ないし９０度に設定され、湾曲部４０ａの上縁部と湾曲部４０ａの底部との距離が３５０ｍｍ以下に設定されていることが好ましい。
【００７１】
多層加熱ユニット３から供給された低粘度のプラスチック液状体４５の深さが深い場合には、プラスチックの一般的な性状である熱伝導度の低さによって、プラスチック液状体４５内に周囲よりも特異的に温度の低い領域や温度ムラ（本明細書においては、これらを総称して、「冷水塊」というがある。）が生成されて、突沸が発生するおそれがあるから、プラスチック液状体４５の深さを浅くし、プラスチック液状体４５の液面を広くすることが好ましく、θはかかる観点から、７０度ないし９０度の範囲内に設定される。
【００７２】
本発明において、好ましくは、管状部材４０内のプラスチック液状体４５の深さは、２００ｍｍないし３５０ｍｍである。
【００７３】
管状部材４０内のプラスチック液状体４５の深さが３５０ｍｍを超えているときは、プラスチック液状体４５内に冷水塊が生成されて、突沸が起こるおそれがあり、一方で、管状部材４０内のプラスチック液状体４５の深さが２００ｍｍ未満の場合には、湾曲部４０ａに接している部分が小さくなり、その結果、加熱時の気化器内部でのプラスチック液状体４５の流動が小さくなって、自然対流による均一な加熱の促進が滞り、プラスチック液状体４５が流動のないまま加熱され、プラスチック液状体４５が焦げ付くおそれがあり、好ましくない。
【００７４】
本発明において、より好ましくは、管状部材４０内のプラスチック液状体４５の深さは、２５０ｍｍないし３００ｍｍである。
【００７５】
一方、プラスチック液状体４５の液面と管状部材４０の天井部との距離は１００ｍｍないし２００ｍｍであることが好ましい。プラスチック液状体４２の液面と管状部材４０の天井部との距離が１００ｍｍないし２００ｍｍであるときは、突沸のエネルギーをガス空間が吸収することができる。
【００７６】
図７は、気化器４、冷却器５および油成分貯蔵タンク６の概略図である。
【００７７】
図７に示されるように、気化器４を構成する管状部材４０の天井部４１には、上方に向かって延びる還流管４６が取り付けられ、接続部４７を介して、還流管４８が接続されている。還流管４８の下流端部は冷却器５に接続されている。
【００７８】
図７に示されるように、冷却器５は、冷媒が循環する冷媒パイプ５０を備えており、冷媒は冷媒供給口５１から冷媒パイプ５０内に供給され、冷媒排出口５２から排出されるように構成されている。図７において、参照符号５３で示されているのは、冷却器５内で液化されなかった炭化水素ガスを回収し、触媒反応器（図示せず）に送るためのガス回収管で、後述するガス回収管６５が接続され、ガス回収管６５の接続部の上流側のガス回収管５３には逆止弁５８が設けられている。
【００７９】
気化器４から、冷却器５に供給されたガスは冷媒パイプ５０に沿って流れ、冷却されて、ガス中の油成分が凝縮し液化する。
【００８０】
その結果、冷却器５に供給されたガス中の油成分が油化された油化成分と油化しなかった低分子量の揮発性有機化合物ガスは、接続部５５によって互いに接続された接続管５４および接続管５６を介して、油成分貯蔵タンク６に向けて送られる。
【００８１】
図７に示されるように、油成分貯蔵タンク６は２つのコンパートメントに分割されており、下部コンパートメント６ｂの上方に延びる部分は、フィルタ６０によって、上部コンパートメント６ａと区切られている。
接続管５６は下部コンパートメント６ｂに開口しており、冷却器５で油化した油化成分は、まず、油成分貯蔵タンク６の下部コンパートメント６ｂに送られ、比重が０．７ないし０．９の、油化成分よりも比重が大きい不純物６８が下部コンパートメント６ｂの底部に沈澱する。
【００８２】
不純物が沈澱によって除去された油化成分と低分子量の揮発性有機化合物ガスは、さらに、下部コンパートメント６ｂの上方に延びる部分に送られ、フィルタ６０によって、沈澱せず、油に同伴して浮遊している細かい不純物がろ過され、油化成分と低分子量の揮発性有機化合物ガスのみがフィルタ６０を通過する。
【００８３】
その結果、油化成分は、油成分貯蔵タンク６の上部コンパートメント６ａ内に貯蔵される。ろ過された不純物６８は、下部コンパートメント６ｂの底部に沈澱する。
【００８４】
一方、フィルタ６０を通過し、上部コンパートメント６ａ内に送られた低分子量の揮発性有機化合物ガスは、上部コンパートメント６ａの天井部分に接続されたガス回収管６５に送られる。
【００８５】
ガス回収管６５はガス回収管５３に接続されており、ガス回収管６５の接続部の下流側のガス回収管５３には、非常時に、ガス回収管５３を通って、内部に侵入しようとする火炎を消し止め、内部での火災の発生を防止するフレームアレスター５９が設けられている。
【００８６】
フレームアレスター５９を通過したガスは、ガス回収管５３を通って、触媒反応器に送られ、無害化されて、大気に放出される。
【００８７】
上述のように、沈澱によって油化成分よりも比重が大きい不純物６８が除去された油化成分が、フィルタ６０によってろ過されるように構成されているので、フィルタ６０の負担を軽減することが可能になる。本実施態様においては、フィルタ６０を交換するためのフィルタ交換口６１が設けられている。
【００８８】
上部コンパートメント６ａ内における油化成分の貯蔵量は、電子式液面計６２によってモニターされ、上部コンパートメント６ａ内における油化成分の貯蔵量が所定量に達すると、排出ポンプ６３が作動されて、油化成分が油成分貯蔵タンク６から取り出される。
図７において、参照番号６６で示されているのは、下部コンパートメント６ｂに沈殿した不純物６８を取り除くとともに、下部コンパートメント６ｂ内を掃除するための掃除口であり、また、参照番号６７で示されているのは、油質確認サイドグラスである。
【００８９】
プラスチックから回収された油は通常、透明度の良いレモン色（黄色）ないし山吹色をしているので、油質確認サイドグラス６７を介して、油を目視し、油が白濁し、または、レモン色であっても透明度が悪く、プリン状の粘度の大きい流体になっていると判断したときは、温度設定、原料供給量過剰、異物混入、ヒーターの故障など、プラスチックの油化装置に運転を中止すべき故障が発生していると認められる。したがって、オペレータが、油質確認サイドグラス６７を介して、回収された油を目視することによって、プラスチックの油化装置の故障時に、油化装置の運転を停止して、故障を修理することが可能になる。
【００９０】
以上のように構成された本実施態様にかかるプラスチック連続油化装置は、以下のようにして、プラスチックを連続的に油化する。
【００９１】
まず、オペレータによって、裁断されたプラスチックが計量器１のホッパ１０に投入される。
【００９２】
裁断されて、ホッパ１０内に投入されたプラスチックは一時的に貯留された後に、ベルトフィーダー１２に受け渡され、ベルトフィーダー１２によって、その上に載置されているプラスチックの重量が測定される。ベルトフィーダー１２は、測定したプラスチックの重量に基づいて、プラスチックの供給量がオペレータが設定した単位時間あたりの供給量に等しくなるように、その供給速度がコンピュータ制御されている。
【００９３】
ベルトフィーダー１２はこうして受け渡されたプラスチックを、開口部１１を介して、押出し機２上に落下させる。
【００９４】
押出し機２は、表面に螺旋状の突起２１が形成されたヘリカルロッド２２と、ヘリカルロッド２２を収容するシリンダー２０を備えており、ヘリカルロッド２２には、電動モータ２４の回転力が、ベベルギア、カップリングおよび軸受を介して伝達され、ヘリカルロッド２２は回転駆動されるように構成されている。したがって、押出し機２内に供給されたプラスチックは、回転駆動されるヘリカルロッド２２によって、押出し機２内を搬送される。
【００９５】
押出し機２のシリンダー２０の上流部を除く外周部には、防熱材２５によって覆われたヒーター２６が巻回されており、プラスチックは、ヘリカルロッド２２によって、押出し機２内を搬送されつつ、ヒーター２６によって加熱され、ゼリー状に溶融されて、多層加熱ユニット３に向けて、搬送されるように構成されている。
【００９６】
押出し機２内で、ゼリー状に溶融された溶融プラスチックは、入口通路２８を介して、多層加熱ユニット３の円筒状の内側加熱管３０内に、その上部から供給される。
【００９７】
多層加熱ユニット３の円筒状の内側加熱管３０の上部に供給される溶融プラスチックは、多層加熱ユニット３の入口部における溶融プラスチックの入口温度Tinletが、
（T0−45）℃≦Tinlet≦（T0−15）℃
になるように、押出し機２のヒーター２６によって加熱されていることが好ましい。ここに、T0はプラスチックの気化開始温度である。
【００９８】
十分に加熱されたプラスチックは炭素鎖の結合が緩み、結合が緩んだ部分からちぎれて生じたラジカルが他の炭素鎖の結合が緩んだ部分にアタックして、水素を奪い、炭素鎖を次々に切断し、結果的に、炭素数が６ないし３０の分子になってガス化する。
【００９９】
しかしながら、溶融プラスチックの入口温度Tinletが（T0−45）℃未満の場合には、溶融プラスチックの粘度が高過ぎて、多層加熱ユニット３の内側加熱管３０に溶融プラスチックを均一に供給することが困難になり、多層加熱ユニット３によって、溶融プラスチックを均一に加熱することがきわめて難しくなり、その結果、炭素数が３０ないし１００の長い分子のままガス化し、良質な油を生成することができない。
【０１００】
他方、溶融プラスチックの入口温度が（T0−15）℃を超えている場合には、多層加熱ユニット３の入口部において、溶融プラスチックがガス化し、多層加熱ユニット３によって、溶融プラスチックを均一に加熱することが困難になるだけでなく、ガス化したプラスチックが押出し機２内に逆流するおそれあり、好ましくない。
【０１０１】
溶融プラスチックは、内側加熱管３０内を上部から下方に向けて移送され、内側加熱管３０の下部から、外側加熱管３１内に送られ、下部から上方に向けて、移送される。
【０１０２】
内側加熱管３０の内側には、円筒状の第一のヒーター３２が配置され、内側加熱管３０と外側加熱管３１の間には、円筒状の第二のヒーター３３が配置されているから、内側加熱管３０内を上方から下方に向かって流れる溶融プラスチックは、第一のヒーター３２と第二のヒーター３３とによって、両側から加熱される。
【０１０３】
さらに、多層加熱ユニット３の外側加熱管３１の外側には、円筒状の第三のヒーター３４が配置されているから、外側加熱管３１内を下方から上方に向かって流れる溶融プラスチックもまた、第二のヒーター３３と第三のヒーター３４とによって、両側から加熱される。
【０１０４】
このように、円筒状の内側加熱管３０内を上方から下方に向かって流れる溶融プラスチックは、円筒状の第一のヒーター３２と第二のヒーター３３とによって、両側から加熱され、円筒状の外側加熱管３１内を下方から上方に向かって流れるときは、溶融プラスチックが円筒状の第二のヒーター３３と第三のヒーター３４とによって、両側から加熱される。したがって、円筒状の内側加熱管３０の中央部を流れる溶融プラスチックおよび円筒状の外側加熱管３１の中央部を流れる溶融プラスチックが所定の温度に加熱されるように、溶融プラスチックの粘度、溶融プラスチックの供給速度などの運転条件に基づいて、円筒状の内側加熱管３０および円筒状の外側加熱管３１の多層加熱ユニット３の半径方向の幅が設定されている。円筒状の内側加熱管３０および円筒状の外側加熱管３１のこの幅は、たとえば、１２ｍｍに設定される。
【０１０５】
このように、円筒状の内側加熱管３０および円筒状の外側加熱管３１の多層加熱ユニット３の半径方向の幅が設定され、溶融プラスチックは、内側加熱管３０内を流れるときは、第一のヒーター３２と第二のヒーター３３とによって、外側加熱管３１内を流れるときは、第二のヒーター３３と第三のヒーター３４とによって、両側から加熱されるように構成されているから、第一のヒーター３２、第二のヒーター３３および第三のヒーター３４から効率よく、熱を溶融プラスチックに伝熱することができる。
【０１０６】
したがって、溶融プラスチックを液状化させることができ、ほとんど抵抗を受けることなく、プラスチック液状体４５を、出口通路３６から気化器４に供給することが可能になるとともに、気化器４に供給されるプラスチック液状体４５に十分な熱エネルギーを蓄積させることができる。
【０１０７】
さらに、第一のヒーター３２、第二のヒーター３３および第三のヒーター３４の温度を過度に高い温度に設定する必要がないから、多層加熱ユニット３内を流れる溶融プラスチックの一部が過度に加熱されて、炭化するおそれがなく、また、電力消費量を従来に比して、大幅に低下させることが可能になる。
【０１０８】
多層加熱ユニット３に設けられた第一のヒーター３２、第二のヒーター３３および第三のヒーター３４の加熱温度は、溶融プラスチックが外側加熱管３１から出口通路３６に送られたときの出口温度Ｔoutletが、
（T0−40）℃≦Toutlet≦（T0−10）℃
になるように、制御されることが好ましい。ここに、T0はプラスチックの気化開始温度であり、Tinlet＜Toutletであるである。
【０１０９】
溶融プラスチックの出口温度Toutletが（T0−40）℃未満の場合には、溶融プラスチックが十分な熱エネルギーを蓄えていないため、気化器４におけるガス化に要する時間が長くなったり、飛沫同伴し、生成物である油に不純物として混入したり、あるいは、気化器４内で、急激に高温で加熱されるため、焦げ付きが発生するおそれがあり、他方、溶融プラスチックの出口温度Toutletが（T0−10）℃を超えている場合には、溶融プラスチックが気化器４に供給される前に、ガス化してしまい、液状化したプラスチックを所定量ずつ気化器４に供給することができなくなるおそれある。
【０１１０】
溶融プラスチックの出口温度Toutletを（T0−40）℃≦Toutlet≦（T0−10）℃となるように制御することによって、内側加熱管３０および外側加熱管３１を溶融プラスチックが流れる際に、溶融プラスチックを均一にかつ十分に加熱して、溶融プラスチックに十分な熱エネルギーを蓄えさせることができ、また、溶融プラスチックを液状化させて、ほとんど抵抗を受けることなく、気化器４に供給することが可能になる。
【０１１１】
図６に示されるように、多層加熱ユニット３の出口通路３６から気化器４内に供給されたプラスチック液状体４５は、川舟状の外形を有する管状部材４０の湾曲部４０ａによって画定された内部空間内に溜められる。管状部材４０の湾曲部４０ａの外周面にはヒーター４２が設けられ、ヒーター４２の外面は断熱材４３によって覆われている。
【０１１２】
多層加熱ユニット３から気化器４内に送られたプラスチック液状体４５は、その液面が、川舟状の管状部材４０の湾曲部４０ａの上縁部と同じ高さになるように、湾曲部４０ａ内に溜められる。
【０１１３】
管状部材４０の湾曲部４０ａは、その横断面形状が仮想円を水平面によって切り欠いた形状をなし、湾曲部４０ａの上端部が、仮想円の頂部から鉛直方向に対し、θ／２の角度をなして延びる平面と、−θ／２の角度をなして延びる平面と、仮想円との交線によって画定されており、θは７０度ないし９０度に設定されている。
【０１１４】
管状部材４０の湾曲部４０ａの上縁部と湾曲部４０ａの底部との距離、すなわち、湾曲部４０ａ内に溜められるプラスチック液状体４５の深さは２００ｍｍないし３５０ｍｍであることが好ましい。
【０１１５】
管状部材４０の湾曲部４０ａ内のプラスチック液状体４５の深さが３５０ｍｍを超えているときは、プラスチック液状体４５内に冷水塊が生成されて、突沸が起こるおそれがあり、一方で、管状部材４０の湾曲部４０ａ内のプラスチック液状体４５の深さが２００ｍｍ未満の場合には、湾曲部４０ａに接している部分が小さくなり、その結果、加熱時の気化器４内部でのプラスチック液状体４５の流動が小さくなって、自然対流による均一な加熱の促進が滞り、プラスチック液状体４５が流動のないまま加熱され、プラスチック液状体４５が焦げ付くおそれがあり、好ましくない。
【０１１６】
より好ましくは、湾曲部４０ａ内に溜められるプラスチック液状体４５の深さは２５０ｍｍないし３００ｍｍである。
一方、プラスチック液状体４５の液面と管状部材４０の天井部との距離は１００ｍｍないし２００ｍｍであることが好ましい。プラスチック液状体４２の液面と管状部材４０の天井部との距離が１００ｍｍないし２００ｍｍであるときは、突沸のエネルギーをガス空間が吸収することができる。
【０１１７】
ヒーター４２によって加熱されたプラスチック液状体４５はガス化されて、気化器４の天井部４１に取り付けられた還流管４６と、接続部４７を介して、還流管４６に接続された還流管４８内を上方に向かって流れ、冷却器５に供給される。
【０１１８】
ここに、還流管４６、４８は上方に向かって延びているため、気化器４によって生成されたガス成分に重質成分が混入している場合には、重質成分は気化器４内に戻され、また、還流管４６、４８は冷却管としても機能する。
【０１１９】
冷却器５に供給されたガスは、冷媒が循環する冷媒パイプ５０に沿って流れ、冷却されて、ガス中の油成分が凝縮し液化する。
【０１２０】
その結果、冷却器５に供給されたガス中の油成分が液化した油化成分が、接続管５４および接続管５６を介して、油成分貯蔵タンク６に送られる。
【０１２１】
一方、冷却器５内で液化されなかった炭化水素ガスは、ガス回収管５３に送られ、逆止弁５８およびフレームアレスター５９を通過して、図示しない触媒反応器に送られ、無害化されて、大気に放出される。
【０１２２】
接続管５６は、油成分貯蔵タンク６の下部コンパートメント６ｂに開口しており、冷却器５で油化した油化成分は、まず、油成分貯蔵タンク６の下部コンパートメント６ｂに送られ、比重が０．７ないし０．９の、油化成分よりも比重が大きい不純物６８が下部コンパートメント６ｂの底部に沈澱する。
【０１２３】
不純物が沈澱によって除去された油化成分は、さらに、下部コンパートメント６ｂの上方に延びる部分に送られ、フィルタ６０によって、沈澱せずに、油に同伴して浮遊している細かい不純物がろ過され、油化成分のみがフィルタ６０を通過して、油成分貯蔵タンク６の上部コンパートメント６ａ内に貯蔵される。ろ過された不純物６８は、下部コンパートメント６ｂの底部に沈澱する。
【０１２４】
一方、油化成分中の軽質油分から自然揮発した炭化水素ガスは、上部コンパートメント６ａの天井部分に接続されたガス回収管６５に送られる。
【０１２５】
ガス回収管６５に送られた炭化水素ガスはガス回収管５３内に送られ、フレームアレスター５９を通過し、ガス回収管５３を通って、触媒反応器に送られ、無害化されて、大気に放出される。
【０１２６】
このように、沈澱によって油化成分よりも比重が大きい不純物６８が除去された油化成分が、フィルタ６０によってろ過されるように構成されているので、フィルタ６０の負担を軽減することが可能になる。
【０１２７】
こうして、上部コンパートメント６ａ内に、炭素数が６ないし３０の良質の油を貯蔵することができ、電子式液面計６２によって、上部コンパートメント６ａ内における油化成分の貯蔵量が所定量に達したことが認められると、排出ポンプ６３が作動されて、油化成分が油成分貯蔵タンク６から取り出される。
【０１２８】
本実施態様によれば、押出し機２内で溶融されたプラスチックは、押出し機２の下流端部に接続された入口通路２８から、多層加熱ユニット３の円筒状の内側加熱管３０の上部に供給され、内側加熱管３０の内側に配置された円筒状の第一のヒーター３２と内側加熱管３０の外側に配置された円筒状の第二のヒーター３３とによって、両側から加熱されつつ、内側加熱管３０内を下方に向けて送られ、内側加熱管３０の下部で外側加熱管３１内に送られ、外側加熱管３１の内側に配置された円筒状の第二のヒーター３３と外側加熱管３１の外側に配置された円筒状の第三のヒーター３４とによって、両側から加熱されつつ、外側加熱管３１内を上方に向けて送られ、外側加熱管３１の上部に取り付けられた出口通路３６から気化器４に供給されるように構成されているから、第一のヒーター３２、第二のヒーター３３および第三のヒーター３４から効率よく、熱を溶融プラスチックに伝熱して、溶融プラスチックを液状化させることができ、プラスチック液状体４５に十分な熱エネルギーを蓄積させ、気化器４において、炭素数が６ないし３０の低分子量の良質な炭化水素ガスを選択的に気化させることが可能になるとともに、溶融プラスチックが液状化されるから、ほとんど抵抗を受けることなく、プラスチック液状体４５を、出口通路３６から気化器４に供給することが可能になる。
【０１２９】
また、本実施態様によれば、溶融プラスチックは、内側加熱管３０内を流れるときは、第一のヒーター３２と第二のヒーター３３とによって、外側加熱管３１内を流れるときは、第二のヒーター３３と第三のヒーター３４とによって、両側から加熱されるように構成されているから、第一のヒーター３２、第二のヒーター３３および第三のヒーター３４から効率よく、熱を溶融プラスチックに伝熱することができ、したがって、第一のヒーター３２、第二のヒーター３３および第三のヒーター３４の温度を過度に高い温度に設定する必要がないから、多層加熱ユニット３内を流れる溶融プラスチックが過度に加熱されて、炭化するおそれがなく、また、電力消費量を従来に比して、大幅に低下させることが可能になる。
【０１３０】
さらに、本実施態様においては、気化器４は川舟状の外形を有する管状部材４０によって形成され、多層加熱ユニット３の出口通路３６から気化器４内に供給されたプラスチック液状体４５は、川舟状の管状部材４０の湾曲部４０ａによって画定された内部空間内に収容されるように構成されており、管状部材４０の湾曲部４０ａは、その横断面形状が半径Ｒの仮想円を水平面によって切り欠いた形状をなし、湾曲部４０ａの上端部が、仮想円の中心から鉛直方向に対し、θ／２の角度をなして延びる平面と、−θ／２の角度をなして延びる平面と、仮想円との交線によって画定されており、θは７０度ないし９０度に設定され、プラスチック液状体４５の深さが２００ｍｍないし３５０ｍｍになるように、プラスチック液状体４５が、管状部材４０の湾曲部４０ａ内に収容されているから、プラスチック液状体４５の深さは浅く、したがって、ヒーター４２によって加熱される際に、プラスチック液状体４５内に冷水塊が生成されて、突沸が起こる効果的に防止することが可能になり、また、湾曲部４０ａ内に収容されているプラスチック液状体４５の液面は十分広いから、蒸発速度を向上させることが可能になる。
【０１３１】
図８は、本発明の別の好ましい実施態様にかかるプラスチックの油化装置に用いられる多層加熱ユニット３の略縦断面図であり、図９は、図８のＢ−Ｂ線に沿った略横断面図である。
【０１３２】
図８および図９に示されるように、同心円状に配置され、筒状をなした３つの加熱管８０、８１、８２を備えている。３つの加熱管８０、８１、８２のうち、最も内側に位置する内側加熱管８０は、半径Ｒ５を有する筒状体８０ａと半径Ｒ６を有する筒状体８０ｂによって形成され（ここに、Ｒ５＜Ｒ６である）、筒状体８０ａと筒状体８０ｂの間に、プラスチック溶融体が流れるスペースが形成されている。
【０１３３】
一方、３つの加熱管８０、８１、８２のうち、中央に位置する中央加熱管８１は、半径Ｒ７を有する筒状体８１ａと半径Ｒ８を有する筒状体８１ｂによって形成され（ここに、Ｒ５＜Ｒ６＜Ｒ７＜Ｒ８である）、筒状体８１ａと筒状体８１ｂの間に、プラスチック溶融体が流れるスペースが形成されている。
【０１３４】
さらに、３つの加熱管８０、８１、８２のうち、最も外側に位置する外側加熱管８２は、半径Ｒ９を有する筒状体８２ａと半径Ｒ１０を有する筒状体８２ｂによって形成され（ここに、Ｒ５＜Ｒ６＜Ｒ７＜Ｒ８＜Ｒ９＜Ｒ１０である）、筒状体８２ａと筒状体８２ｂの間に、プラスチック溶融体が流れるスペースが形成されている。
【０１３５】
内側加熱管８０は、その上端部で、押出し機２の下流端部に接続された入口通路２８に連通し、その下端部で中央加熱管８１と連通し、中央加熱管８１はその上端部で外側加熱管８２と連通している。
【０１３６】
図８に示されているように、外側加熱管８２は、その下端部で、気化器４への出口通路３６に連通している。
【０１３７】
図８および図９に示されるように、内側加熱管８０を構成する筒状体８０ａの内側には、円筒状の第一のヒーター８２が配置され、内側加熱管８０を構成する筒状体８０ｂと中央加熱管８１を構成する筒状体８１ａとの間の空隙部には、円筒状の第二のヒーター８３が配置されており、内側加熱管８０内を流れる溶融プラスチックは、円筒状の第一のヒーター８２と円筒状の第二のヒーター８３とによって、両側から加熱されるように構成されている。
【０１３８】
多層加熱ユニット３においては、さらに、中央加熱管８１を構成する筒状体８１ｂと外側加熱管８２を構成する筒状体８２ａとの間の空隙部には、円筒状の第三のヒーター８４が配置されており、中央加熱管８１内を流れる溶融プラスチックは、円筒状の第二のヒーター８３と円筒状の円筒状の第三のヒーター８４とによって、両側から加熱されるように構成されている。
【０１３９】
さらに、多層加熱ユニット３においては、外側加熱管８２を構成する筒状体８２ｂの外側に、円筒状の第四のヒーター８５が配置され、外側加熱管８２内を流れる溶融プラスチックは、円筒状の第三のヒーター８４と円筒状の第四のヒーター８５とによって、両側から加熱されるように構成されている。
【０１４０】
このように、内側加熱管８０内を上方から下方に向かって流れる溶融プラスチックは、第一のヒーター８３と第二のヒーター８４とによって、両側から加熱され、中央加熱管８２内を下方から上方に向かって流れるときは、第二のヒーター８４と第三のヒーター８５とによって、両側から加熱され、さらに、外側加熱管８２内を上方から下方に向かって流れるときは、第三のヒーター８５と第四のヒーター８６とによって、両側から加熱されるから、第一のヒーター８３、第二のヒーター８４、第三のヒーター８５および第四のヒーター８６から効率よく、熱を溶融プラスチックに伝熱して、溶融プラスチックを液状化させることができ、プラスチック液状体４５に十分な熱エネルギーを蓄積させ、気化器４において、炭素数が６ないし３０の低分子量の良質な炭化水素ガスを選択的に気化させることが可能になるとともに、溶融プラスチックが液状化されるから、ほとんど抵抗を受けることなく、プラスチック液状体４５を、出口通路３６から気化器４に供給することが可能になる。
【０１４１】
本実施態様においても、多層加熱ユニット３の円筒状の内側加熱管８０の上部に供給される溶融プラスチックは、多層加熱ユニット３の入口部における溶融プラスチックの入口温度Tinletが、
（T0−45）℃＜Tinlet＜（T0−15）℃
になるように、溶融プラスチックが押出し機２のヒーター２６によって加熱されることが好ましい。ここに、T0はプラスチックの気化開始温度である。
【０１４２】
また、多層加熱ユニット３に設けられた第一のヒーター８３、第二のヒーター８４、第三のヒーター８５および第四のヒーター８６の加熱温度は、溶融プラスチックが外側加熱管８２から出口通路３６に送られたときの出口温度Ｔoutletが、
（T0−40）℃＜Toutlet＜（T0−10）℃
になるように、制御されることが好ましい。ここに、Tinlet＜Toutletである。
【０１４３】
本実施態様によれば、多層加熱ユニット３は、円筒状の内側加熱管８０と、円筒状の中央加熱管８１と、円筒状の外側加熱管８２を備えており、円筒状の内側加熱管８０内を上方から下方に流れる溶融プラスチックは、第一のヒーター８３と第二のヒーター８４とによって、両側から加熱され、中央加熱管８２内を下方から上方に向かって流れる溶融プラスチックは、第二のヒーター８４と第三のヒーター８５とによって、両側から加熱され、さらに、外側加熱管８２内を上方から下方に向かって流れる溶融プラスチックは、第三のヒーター８５と第四のヒーター８６とによって、両側から加熱されるように構成されている。したがって、多層加熱ユニット３によって、溶融プラスチックは均一に加熱され、液状化するとともに、十分な熱エネルギーを蓄えるから、気化器４によって、所望のようにガス化することができ、炭素数６ないし３０の低分子量の良質な油をプラスチックから作り出すことが可能になる。
【０１４４】
図１０は、本発明の他の実施態様にかかるプラスチックの油化装置に用いられる気化器４の略斜視図である。
【０１４５】
図１０に示されるように、本実施態様にかかる気化器４の管状部材４０は、湾曲部４０ａの横断面形状が円に近似した多角形９０（本明細書では、「近似円９０」という。）を水平面によって切り欠いた形状をなしている。
【０１４６】
本実施態様においても、プラスチック液状体４５は、その液面が川舟状の管状部材４０の湾曲部４０ａの上縁部と同じ高さ位置に位置するように管状部材４０の湾曲部４０ａ内に溜められているから、プラスチック液状体４５の深さは浅く、したがって、ヒーター４２によって加熱される際に、プラスチック液状体４５内に冷水塊が生成されて、突沸が起こる効果的に防止することが可能になり、また、湾曲部４０ａ内に溜められているプラスチック液状体４５の液面は十分広いから、蒸発速度を向上させることが可能になる。したがって、川舟状の管状部材４０の湾曲部４０ａによって画定された内部空間内に溜まったプラスチック液状体を所望のようにガス化し、炭素数６ないし３０の低分子量の良質な油をプラスチックから作り出すことが可能になる。
【０１４７】
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【０１４８】
たとえば、図１ないし図７に示された実施態様においては、多層加熱ユニット３は、円筒状の内側加熱管３０および円筒状の外側加熱管３１を備え、図８および図９に示された実施態様においては、多層加熱ユニット３０は、円筒状の内側加熱管８０、円筒状の中央加熱管８１および円筒状の外側加熱管８２を備えているが、多層加熱ユニット３０に設けられる円筒状の加熱管の数は２以上であれば、とくに限定されるものではない。
【０１４９】
さらに、図１ないし図７に示された実施態様においては、多層加熱ユニット３は、円筒状の内側加熱管３０および円筒状の外側加熱管３１を備え、図８および図９に示された実施態様においては、多層加熱ユニット３０は、円筒状の内側加熱管８０、円筒状の中央加熱管８１および円筒状の外側加熱管８２を備えているが、加熱管３０、３１、８０、８１、８２が円筒状に形成されていることは必ずしも必要でなく、断面が楕円形や多角形などの筒状をなしていればよい。ただし、溶融プラスチックが多層加熱ユニット３内を均一に流れるようにするためには、滑らかな曲線によって形成された筒状の加熱管が好ましく、溶融プラスチックが均一に加熱されるようにする上では、円筒状が好ましい。
【０１５０】
また、図１ないし図７に示された実施態様においては、気化器４は、管状部材４０によって、川舟状に形成され、管状部材４０の湾曲部４０ａは、その横断面形状が半径Ｒの仮想円を水平面によって切り欠いた形状をなし、湾曲部４０ａの上端部が、仮想円の中心から鉛直方向に対し、θ／２の角度をなして延びる平面と、−θ／２の角度をなして延びる平面と、仮想円との交線によって画定されており、θは７０度ないし９０度に設定され、プラスチック液状体４５の深さが２００ｍｍないし３５０ｍｍになるように、プラスチック液状体４５が、管状部材４０の湾曲部４０ａ内に収容されており、図１０に示された実施態様においては、気化器４の管状部材４０の湾曲部４０ａは、その横断面形状が円に近似した多角形よりなる近似円９０を水平面によって切り欠いた形状をなしているが、管状部材４０の湾曲部４０ａの外形がこのように仮想円または近似円の円弧を切り取った形状をなしていることは必ずしも必要でなく、湾曲部４０ａの外形は、楕円の円弧を切り取った形状でも、湾曲した形状であればとくに限定されない。
【符号の説明】
【０１５１】
１  計量器
２  押出し機
３  多層加熱ユニット
４  気化器
５  冷却器
６  油成分貯蔵タンク
６ａ  上部コンパートメント
６ｂ  下部コンパートメント
１０  ホッパ
１１  計量器の開口部
１２  ベルトフィーダー
２０  シリンダー
２１  螺旋状の突起
２２  ヘリカルロッド
２４  電動モータ
２５  防熱材
２６  ヒーター
２８  入口通路
３０  内側加熱管
３１  外側加熱管
３２  第一のヒーター
３３  第二のヒーター
３４  第三のヒーター
３６  出口通路
４０  川舟状の管状部材
４１  天井部
４２  ヒーター
４３  断熱材
４５  プラスチック液状体
４６  還流管
４７  接続部
４８  還流管
５０  冷媒パイプ
５１  冷媒供給口
５２  冷媒排出口
５３  バイパス管
５４  接続管
５５  接続部
５６  接続管
５７  バイパス管
５８  逆止弁
５９  フレームアレスター
６０  フィルタ
６１  フィルタ交換口
６２  電子式液面計
６３  排出ポンプ
６５  ガス回収管
６６  掃除口
６７  油質確認サイドグラス
６８  不純物
８０  内側加熱管
８１  中央加熱管
８２  外側加熱管
８３  第一のヒーター
８４  第二のヒーター
８５  第三のヒーター
８６  第四のヒーター
９０  近似円
【要約】
【課題】  メンテナンスの頻度が少なくて済み、プラスチックを高収率で油化することができ、経済性の高いプラスチックの連続式油化装置を提供する。
【解決手段】  プラスチックの連続式油化装置は、同心円状に配置された円筒状の内側加熱管３０および外側加熱管３１と、内側加熱管３０の内側に配置された円筒状の第一のヒーター３２、内側加熱管３０と外側加熱管３１の間に配置された円筒状の第二のヒーター３３および外側加熱管３１の外側に配置された円筒状の第三のヒーター３４を有する多層加熱ユニット３を備え、プラスチックが加熱されて、溶融されたプラスチック溶融体が内側加熱管３０内を流れるときは、円筒状の第一のヒーター３２および第二のヒーター３３によって、外側加熱管３１を流れるときは、円筒状の第二のヒーター３３および第三のヒーター３４とによって、両側から加熱されるように構成されている。
【選択図】      図４【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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